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Anordnung zur Erzeugung von Röntgenstrahlen beliebiger, momentan einstellbarer Härte im Dauerbetrieb.
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mittelst sogenannter Regeneriervorrichtungen die Gasdichte im Rohr wieder zu erhöhen. Dem Praktiker ist es jedoch wohlbekannt. dass dieses Regenerieren des Druckes ausserordentlich viele Schattenseiten bietet und nur als ein Nutbehelf angesehen werden kann. Deshalb ist es erforderlich.
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kommen mit einer einzigen Röhre kann nicht gedacht werden.
Im folgenden wird die Konstruktion eines Rohres beschrieben, dessen Strahlungshärte nicht durch Änderung der Gasdichte hervorgebracht wird. Die Gasdichte in diesem Rohr ist vielmehr von vornherein so gering, das Rohr also so hart. dass von einem Induktor üblicher Bauart überhaupt kein Strom eingeleitet werden könnte, ohne die Hilfsmittel, deren Anwendung für den genannten Zweck den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden.
Die Harte eines Rohres ist gleichbedeutend mit dem Potentialgefälle an der Kathode.
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grade zu erzeugen. Es wurde aber auch vom Erfinder nachgewiesen, dass die im extremen Vakuum zwischen der Kathode 3 und einer beliebigen Anode 4 so eingeleitete Entladung eine Leitfähigkeit im Rohr erzeugt., und zwar eine beliebig grosse und um so grössere, je stärker der Strom von der Glühelektrode nach der Anode ist. Diesen Leitfähigkeit im extremen Vakuum erzeugenden Strom nennt der Erfinder die primäre Entladung.
Ragt nun in den Raum, in welchem die primäre Entladung erzeugt wird, eine auf ein hohes negatives Potential geladene Elektrode 1 der gewöhnlichen Art, so wird-extremes Vakuum vorausgesetzt-solange keine Entladung von dieser sekundären Kathode 1 ausgehen können, als keine primäre Entladung eingeleitet ist.
Sowie aber der primäre Entladungsstrom geschlossen ist, wird auch von der sekundären Kathode vermöge der oben erwähnten Leitfähigkeit eine sekundäre Entladung einsetzen, und zwar wird das für das Durohschicken eines bestimmten
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Stärke der primären Entladung (etwa vermittelst eines Vorschaltwiderstandes) mit grosser Einfachheit die Härte der durch das sekundäre Kathodenstrahlenbündel an der Antikathode 2 ausgelösten Röntgenstrahlen beliebig zu variieren So hat man also eine Röhre, die nicht nur beliebige Härte bei beliebiger Quantität der Strahlen hergibt, sondern auch mit der Zeit nicht unbrauchbar werden kann durch den Verlust ibres Gasinhaltes
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Zur Ausführung des Verfahrens sei bemerkt,
dass verschiedene Möglichkeiten in der Anordnung der Elektroden gegeben sind. Die auf eine relativ geringe negative Spannung (am besten von einem Gleichstromanschluss, also dem Stadtnetz aus etwa) geladene Elektrode 3 kann den primären Strom an eine besondere Anode 2 abgeben. Diese letztere flache (Fig. 1) oder hohlzylinderförmige Elektrode (Fig. 2 und 3) kann in bezug auf die sekundäre, auf etwa 50.000 Volt geladene Kathode 1 in den verschiedenen, aua Fig. 1 und 2 veranschaulichten Arten angebracht sein. In diesem Falle wird man meistens die Antikathode leitend mit. 3 verbinden, um die Entladung zu zwingen, von 3 nach der Anode 4 zu verlaufen.
Die Versuche ergaben, dass es zum günstigen Funktionieren der Vorrichtung meistens erforderlich ist, die Lage der primären Elektroden so zu wählen, dass der primäre Entladungsvorgang ausserhalb des Dunkelraumes verlaufen kann, welcher die Sekundärkathode in ihrer näheren und auch weiteren Nachbarschaft umgibt. Es zeigt sich nämlich, dass sonst Verhält- nime auftreten, welche das Einsetzen einer selbständigen Entladung von der Sekundärkathode beeinträchtigen oder verhindern. Zweckmässigerweise werden (Fig. 5) 3 und 4 auf dem gemeinsamen Sockel 5 montiert, 6,7, 8, 9 sind die Zuführungsdrähte für die aus dem Vorstehenden ersichtlichen Spannungen.
Die Fig. 3 und 4 weisen ähnliche Vorrichtungen auf, wobei Fig. 4 durch den Wegfall der Anode 4, an deren Stelle die Antikathode 2 benutzt wird, besonders einfach erscheint. Trotzdem ist die Anordnung der Fig. 5 für die meisten Zwecke derjenigen der Fig. 1 bis 4 überlegen. Denn die an die einzelnen Elektroden angelegten Spannungen sind bei dieser Konstruktion räumlich derart angeordnet, dass der hiedurch angegebene Sinn des Verlaufes des Potentialgefälles stets der nämliche bleibt. In der Tat wird der Kathode 1 das tiefste, negative Potential mitgeteilt. während die räumliche Aufeinanderfolge der Elektroden 2, 3 und 4 auch zugleich die Reihen- ordnung angibt, in welcher sie sich in bezug auf ein immer höher werdendes positives 8 Potential folgen.
Diese Tatsache verhilft deshalb zu einem Erfolg, weil die Träger der Elektrizität an keiner
Stelle in ein ihre Bewegung hemmendes'oder ablenkendes Feld geraten, so dass der durch sie vermittelte Elektrizitätstransport nicht ungünstig beeinflusst wird.
Beim Betreiben der eben beschriebenen Röhren ergeben sich bedeutende Vorteile, wenn die beiden Entladungen, die primäre und die sekundäre, durch zwei annähernd synchrone Wechselstromkreise betätigt werden.
Ein erster Vorteil einer derartigen Arbeitsweise ist, dass für die Primärentladung eine sehr viel geringere Stromstärke zur Erzielung einer bestimmten Leitfähigkeit hinreicht. Die Ursache
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besteht, in welchen die Röntgenentladung einsetzt. Ausserdem kommen noch andere neuartige Faktoren in Frage (Änderung der die Leitfähigkeit erzeugenden Spannung nach der Zeit), deren Erörterung nicht hieher gehört, und die eine weitere Verringerung der Primärentladung gestatten. Die Folge davon ist, dass nicht nur an der Energie der Primärentladung, sondern auch an Heizenergie der Glühelektrode gespart wird, da die Oberfläche der letzteren beträchtlich eingeschränkt werden kann.
Ein zweiter Vorteil ist, dass die ansteigende Induktor- (Gleichrichter-) Spannung erst dann eine merkliche Leitfähigkeit vorfindet, wenn ihr Wert uber eine bestimmte Grenze angestiegen ist. Dadurch wird verhütet, dass ein Teil der Induktorenergie bei niedrigerer Spannung in das Röntgenrohr eintritt, als der gewünschten Strahlenhärte entspricht.
Als dritter Vorteil bei erwähnt, dass beim Arbeiten mit synchronen Wechselströmen die Röhre in gewisser Weise als Kapazität auf den Stromkreis einwirkt, und zwar so, dass gut abgestimmte, ganz besonders vorteilhafte ökonomische Bedingungen in Aktion treten, in einer Weise, die die Benutzung dieser Röhre a. la Kapazität für andere Zwecke nahegelegt.
Dabei wird man für den Leitfähigkeitsstrom nicht nur von der Netzspannung vollkommen unabhängig, sondern das mit synchronen Strömen betriebene Rohr bietet dadurch, dass selbst die letzten Spuren eines Gasaufleuchtens in seinem Innern verschwinden, dem Auge ein sehr befriedigendes, scharf geteiltes Aussehen.
Zur Frage der Erzeugung der synchronen Ströme sei bemerkt, dass verschiedene Wege gangbar sind. Es ist z. B. die Möglichkeit gegeben, an den Unterbrecher oder an die den Wechselstrom erzeugende Dynamo mechanisch einen zweiten Unterbrecher bzw. einen Generator zu koppeln. Im allgemeinen wird man jedoch vorziehen, in den Primärkreis in Serie oder auch parallel mit dem Induktor (Gleichrichter) einen geeigneten Transformator zu legen, dessen sekundäre Wicklung dann bei geeigneter Wahl der Induktanz und der Kapazitäten leicht mit der Induktorentladung in Übereinstimmung gebracht werden kann.
Wird diese Übereinstimmung gestört, so wird das Rohr meistens härter werden, so dass auch auf diesem Wege eine, wennschon weniger günstige, da keine streng definierten Härten gebende Regulierbarkeit der Härte und der Quantität der Strahlung erzielt werden kann. Im allgemeinen wird man daher die Regulierung durch einen
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zeugende Entladung zu liefern. In 17 hingegen wird die Spannung für die eigentliche, zwischen den Elektroden 1 und 20 verlaufende Röntgenentladnng erzeugt. Die Härte dieser Röntgenentladung wird vermittelst des parallel zu 13 liegenden Widerstandes 21 reguliert, welcher es erlaubt, den Leitfahigkeitastrom zu variieren.
An die Drähte 18, 22 werden die Pole der die Elektrode 3 heizenden Spannung angelegt, ausserdem wird 18 mit der Antikathode 2 leitend verbunden.
Fig. 7 stellt eine ähnliche, mehr für den Gleichrichterbetrieb geeignete Anordnung dar.
Der Wechselstromgenerator 23 betreibt die beiden Primärspulen 24, 23 welche hier nicht wie in Fig. 6 in Serie, sondern parallelgeschaltet sind. Demzufolge liegt der die Härte regulierende
Widerstand vor 24. Schliesslich ist, da die Impulse von 26 als gleichgerichtet angenommen werden, eine Vereinfachung insofern eingeführt, als die Elektrode 20 (welche in Fig. 6 nur zu dem Zwecke,
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der getroffenen Substanz chenusche Anderungen, z B die bekannten reduzierenden Wirkungen, hervorrufen. Dabei werden die unvermeidlicherweise miterzeugten Röntgenstrahlen nur ein zunächst vielleicht nicht verwendbares Nebenprodukt bilden.
Man wird sich in den erwähnten Fällen vielfach mit Vorteil der in der Beschreibung geschilderten Anordnung bedienen, und zwar deshalb, weil man gänzlich unabhängig von der auf die Dauer sich niemals auf dem brauchbaren Werte haltenden Gasdichte ist.
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1 Einrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlen beliebig einstellbaren Härtegrades, unabhängig vom Vakuum, dadurch gekennzeichnet, dass das Potentialgefälle an der für die Stralilen bestimmten Kathode vermittelst beliebig weit getriebener Gasverdünnung ebenso gross oder grösser gemacht wird, als den härtesten zu erzeugenden Strahlen entspricht, und dass die zur Erniedrigung dieses Potentialgefälfes erforderliche Leitfähigkeit im Raume durch einen von dem die Röntgenstrahlen erzeugenden Vorgang unaghängigen primären Entladevorgang in beliebigem Masse hergestellt wird.
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